XIX में परमाणुओं और अणुओं की संरचना के बारे में ज्ञान का स्तरसदी ने इस कारण को समझाने की अनुमति नहीं दी कि परमाणु अन्य कणों के साथ निश्चित संख्या में बांड क्यों बनाते हैं। लेकिन वैज्ञानिकों के विचार अपने समय से आगे थे, और अभी भी रसायन विज्ञान के बुनियादी सिद्धांतों में से एक के रूप में अध्ययन किया जा रहा है।
19 वीं सदी के एडवर्ड के प्रमुख अंग्रेजी रसायनज्ञफ्रैंकलैंड ने एक-दूसरे के साथ परमाणुओं के परस्पर क्रिया की प्रक्रिया का वर्णन करने के लिए "बांड" शब्द को वैज्ञानिक उपयोग में पेश किया। वैज्ञानिक ने देखा कि कुछ रासायनिक तत्व एक ही संख्या में अन्य परमाणुओं के साथ यौगिक बनाते हैं। उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन तीन हाइड्रोजन परमाणुओं को एक अमोनिया अणु से जोड़ता है।
मई 1852 में, फ्रैंकलैंड ने इस बारे में परिकल्पना को आगे रखावहाँ रासायनिक बांड की एक विशिष्ट संख्या है जो एक परमाणु पदार्थ के अन्य छोटे कणों के साथ बना सकते हैं। फ्रैंकलैंड ने "कनेक्टिंग फोर्स" वाक्यांश का उपयोग यह बताने के लिए किया कि बाद में वैलेंस क्या कहा जाएगा। ब्रिटिश रसायनज्ञ ने यह स्थापित किया कि 19 वीं शताब्दी के मध्य में कितने रासायनिक बांड व्यक्तिगत तत्वों के परमाणुओं का निर्माण करते हैं। फ्रैंकलैंड का काम आधुनिक संरचनात्मक रसायन विज्ञान के लिए एक महत्वपूर्ण योगदान बन गया है।
जर्मन रसायनज्ञ एफ.ए. 1857 में कैकुले ने साबित कर दिया कि कार्बन टेट्राबेसिक है। इसके सरलतम यौगिक में - मीथेन - 4 हाइड्रोजन परमाणुओं के साथ बंधन उत्पन्न होते हैं। वैज्ञानिक ने "मूलभूतता" शब्द का उपयोग तत्वों के गुणों को निरूपित करने के लिए अन्य कणों की कड़ाई से परिभाषित मात्रा में संलग्न करने के लिए किया। रूस में, ए.एम. बटलरोव (1861) द्वारा पदार्थ की संरचना पर डेटा व्यवस्थित किया गया था। तत्वों के गुणों में आवधिक परिवर्तनों के सिद्धांत के लिए रासायनिक बंधन के सिद्धांत को और विकसित किया गया था। इसके लेखक एक और उत्कृष्ट रूसी रसायनज्ञ, डीआई मेंडेलीव हैं। उन्होंने साबित किया कि यौगिकों और अन्य गुणों में रासायनिक तत्वों की वैधता उस स्थिति के कारण है जो वे आवर्त सारणी में व्याप्त हैं।
अणुओं की कल्पना करने की क्षमता एक बात हैवैलेंस के सिद्धांत की निस्संदेह योग्यता। पहला मॉडल 1860 के दशक में दिखाई दिया, और 1864 के बाद से संरचनात्मक सूत्रों का उपयोग किया गया है, जो कि एक रासायनिक संकेत के साथ मंडलियां हैं। परमाणुओं के प्रतीकों के बीच एक डैश एक रासायनिक बंधन को दर्शाता है, और इन पंक्तियों की संख्या वैलेंस वैल्यू के बराबर है। उसी वर्ष में, पहले बॉल-एंड-स्टिक मॉडल निर्मित किए गए थे (बाईं ओर फोटो देखें)। 1866 में, केकेले ने टेट्राहेड्रॉन के रूप में एक कार्बन परमाणु की एक स्टिरियोकेमिकल ड्राइंग का प्रस्ताव रखा, जिसे उन्होंने अपनी पाठ्यपुस्तक "ऑर्गेनिक केमिस्ट्री" में शामिल किया।
रासायनिक तत्वों की घटना और घटनाकनेक्शन का अध्ययन जी। लुईस द्वारा किया गया था, जिन्होंने इलेक्ट्रॉन की खोज के बाद 1923 में अपने कार्यों को प्रकाशित किया था। यह सबसे छोटे नकारात्मक कणों का नाम है जो परमाणुओं के गोले का हिस्सा हैं। अपनी पुस्तक में, लुईस ने वैलेंस इलेक्ट्रॉनों का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक रासायनिक प्रतीक के चारों ओर डॉट्स का उपयोग किया।
आवधिक प्रणाली के निर्माण से पहले, वैलेन्सयह उन परमाणुओं के साथ यौगिकों में रासायनिक तत्वों की तुलना करने के लिए प्रथागत था जिनके लिए यह जाना जाता है। हाइड्रोजन और ऑक्सीजन को मानकों के रूप में चुना गया था। एक अन्य रासायनिक तत्व ने एच और ओ परमाणुओं की एक निश्चित संख्या को आकर्षित या प्रतिस्थापित किया।
इस तरह, गुण मोनोवलेंट हाइड्रोजन के साथ यौगिकों में निर्धारित किए गए थे (दूसरे तत्व की वैधता एक रोमन खनिज द्वारा इंगित की गई है):
ऑक्साइड्स में के2ओ, सीओ, एन2ओह3, SiO2, इसलिए3 धातुओं और अधातुओं की ऑक्सीजन वेल को जोड़ा गया ओ परमाणुओं की संख्या को दोगुना करके निर्धारित किया गया था। निम्नलिखित मान प्राप्त किए गए थे: K (I), C (II), N (III), Si (IV), S (VI)।
आम इलेक्ट्रॉन जोड़े की भागीदारी के साथ एक रासायनिक बंधन के गठन में नियमितताएं हैं:
यौगिक सूत्र द्वारा रासायनिक तत्वों की वैधता का निर्धारण निम्नलिखित एल्गोरिथ्म का उपयोग करके किया जाता है:
हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के लिए वैल्यू वैल्यू भिन्न हैं। उदाहरण के लिए, यौगिक एच में सल्फर2एस शिष्ट है, और सूत्र एसओ में3 - हेक्सावलेंट। कार्बन ऑक्सीजन के साथ CO मोनोऑक्साइड और CO डाइऑक्साइड बनाता है2... पहले परिसर में, सी की वैधता II है, और दूसरे में, IV। मीथेन सीएच में समान मूल्य4.
अधिकांश तत्व निरंतर नहीं दिखाते हैं, लेकिनवेरिएबल वैलेंस, उदाहरण के लिए, फॉस्फोरस, नाइट्रोजन, सल्फर। इस घटना के मुख्य कारणों की खोज में रासायनिक बांडों के सिद्धांत, इलेक्ट्रॉनों के वैलेन्स शेल, आणविक ऑर्बिटल्स की अवधारणाओं का उदय हुआ। एक ही संपत्ति के विभिन्न मूल्यों के अस्तित्व को परमाणुओं और अणुओं की संरचना के दृष्टिकोण से समझाया गया था।
सभी परमाणु एक सकारात्मक नाभिक से बने होते हैं,नकारात्मक चार्ज किए गए इलेक्ट्रॉनों से घिरा हुआ है। बाहरी आवरण जो वे बनाते हैं वह अधूरा होता है। पूर्ण संरचना सबसे स्थिर है, इसमें 8 इलेक्ट्रॉन (ऑक्टेट) शामिल हैं। साझा इलेक्ट्रॉन जोड़े के कारण एक रासायनिक बंधन का उद्भव परमाणुओं के एक ऊर्जावान अनुकूल स्थिति की ओर जाता है।
कनेक्शन बनाने का नियम हैइलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करके या अप्रकाशित इलेक्ट्रॉनों को वापस करके शेल को पूरा करना, जिसके आधार पर प्रक्रिया आसान है। यदि एक परमाणु नकारात्मक कण प्रदान करता है जिसमें रासायनिक बंधन के गठन के लिए एक जोड़ी नहीं है, तो यह कई बांड बनाता है क्योंकि इसमें अप्रकाशित इलेक्ट्रॉन होते हैं। आधुनिक अवधारणाओं के अनुसार, रासायनिक तत्वों के परमाणुओं की वैधता एक निश्चित संख्या में सहसंयोजक बंध बनाने की क्षमता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन सल्फाइड अणु H में2एस सल्फर वैलेंस II (-) का अधिग्रहण करता है, तब सेप्रत्येक परमाणु दो इलेक्ट्रॉन युग्मों के निर्माण में भाग लेता है। "-" चिन्ह एक इलेक्ट्रोन युग्म के आकर्षण को अधिक विद्युत तत्व से संकेत देता है। एक कम वैद्युत संयोजी मूल्य के लिए, "+" जोड़ें।
दाता-स्वीकर्ता तंत्र के साथ, एक तत्व के इलेक्ट्रॉन जोड़े और दूसरे के मुक्त वैलेंस ऑर्बिटल्स प्रक्रिया में शामिल होते हैं।
आइए हम कार्बन और ऑक्सीजन के उदाहरण का उपयोग करते हुए विचार करें कि किसी पदार्थ की संरचना पर रासायनिक तत्वों की वैधता कैसे निर्भर करती है। आवर्त सारणी कार्बन परमाणु की मुख्य विशेषताओं का एक विचार देती है:
यदि सीओ मोनोऑक्साइड में एक कार्बन परमाणु दो रूपों में बनता हैकनेक्शन, तो केवल 6 नकारात्मक कण इसके उपयोग में आते हैं। एक ओकटेट प्राप्त करने के लिए, जोड़े को 4 बाहरी नकारात्मक कणों का निर्माण करना चाहिए। कार्बन में डाइऑक्साइड में IV (+) और मीथेन में IV (-) है।
ऑक्सीजन क्रम संख्या - 8, वैलेंसशेल में छह इलेक्ट्रॉन होते हैं, उनमें से 2 जोड़े नहीं बनते हैं और रासायनिक परमाणुओं और अन्य परमाणुओं के साथ बातचीत में भाग लेते हैं। विशिष्ट ऑक्सीजन वैलेन्स II (-) है।
कई मामलों में यह उपयोग करने के लिए अधिक सुविधाजनक है"ऑक्सीकरण राज्य" की अवधारणा। यह एक परमाणु के आवेश का नाम है, जिसे यह अधिग्रहित करेगा यदि सभी बाध्यकारी इलेक्ट्रॉनों को एक तत्व में स्थानांतरित कर दिया गया है जिसमें इलेक्ट्रोनगेटिविटी (ईओ) का अधिक मूल्य है। एक साधारण पदार्थ में ऑक्सीकरण संख्या शून्य है। संकेत "-" को ईओ तत्व से अधिक के ऑक्सीकरण राज्य में जोड़ा जाता है, संकेत "+" को कम इलेक्ट्रोनगेटिव अवस्था में जोड़ा जाता है। उदाहरण के लिए, मुख्य उपसमूहों की धातुओं के लिए, ऑक्सीकरण राज्य और "+" चिन्ह वाले समूह संख्या के बराबर आयन शुल्क विशिष्ट हैं। ज्यादातर मामलों में, एक ही परिसर में परमाणुओं की वैधता और ऑक्सीकरण राज्य संख्यात्मक रूप से समान होते हैं। अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव परमाणुओं के साथ बातचीत करते समय केवल ऑक्सीकरण स्थिति सकारात्मक होती है, जिसमें कम ईओ वाले तत्व होते हैं - नकारात्मक। "वैलेंस" की अवधारणा अक्सर आणविक संरचना के पदार्थों पर ही लागू होती है।
